注射成型教案方案

1、注射成形技術(shù),12級(jí)粉體材料科學(xué)與工程2班 1203012024 安綿偉,注射成型與其它塑料成型方法相比有一些明顯優(yōu)點(diǎn): 1. 能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確可帶有各種金屬嵌件的塑料制品,制品的大小由鐘表齒輪到汽車保險(xiǎn)杠,用注射成型生產(chǎn)塑料制品的品種之多和花樣之繁是其它任何塑料成型方法都無法比擬的; 2. 是可加工的塑料種類繁多,除聚四氟乙烯和超高分

2、子量聚乙烯等極少數(shù)品種外,幾乎所有的熱塑性塑料(通用塑料、纖維增強(qiáng)塑料、工程塑料)、熱固性塑料和彈性體都能用這種方法方便地成型制品; 3. 是成型過程自動(dòng)化程度高,其成型過程的合模、加料、塑化、注射、開模和制品頂出等全部操作均由注射機(jī)自動(dòng)完成。,注射成型的特點(diǎn),注塑成型的原理：粒狀或粉狀塑料通過螺桿的旋轉(zhuǎn)和外部的加熱作用，使它受熱熔化至流動(dòng)狀態(tài)，然后在螺桿的連續(xù)高壓下，熔融塑料被壓縮并向前移動(dòng)，通過噴嘴射出，注入一個(gè)溫度

3、較低的閉合模具中，充滿模具的塑料經(jīng)冷卻硬化，即可保持模具型腔所賦予的形狀，開啟模具，即完成一個(gè)注射周期 。 許多細(xì)部，諸如凸起部、肋、螺紋，都可以在注射模塑一步操作中成型出來。,注射成型的原理,注塑成型的基本過程,塑化 加熱塑料，使其達(dá)到熔化狀態(tài)，并具有良好的塑性。 要求：1）提供足夠的注射量； 2）溫度均勻； 3)不產(chǎn)生

4、降解2. 注射 對(duì)熔融物料施加高壓，使熔體充滿模具型腔。3. 模塑（冷卻定型） 熔體在模具內(nèi)冷卻硬化,(5) 噴嘴 Düse 噴嘴是機(jī)筒與模具的過渡部分。在注射中，物料以高壓、高速流經(jīng)噴嘴，因此，它的結(jié)構(gòu)、尺寸對(duì)注射過程的壓力損失溫度上升，注射長(zhǎng)度和補(bǔ)料作用都有直接的影響。通常根據(jù)加工塑料的性能和制品形狀來選用噴嘴的形式。噴嘴的結(jié)構(gòu)形式很多，最常用的是以下三種： 開式噴嘴、鎖式噴嘴

5、、特殊用途的噴嘴。,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),①開式噴嘴.1)直通式 其特點(diǎn)為：a.壓力損失小b.通過噴嘴溫升小，不易產(chǎn)生滯料和熱分解c.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便d.適宜粘度較高的物料，PVC，PS，ABS，PP。,6.2.1.3 注射機(jī)的結(jié)構(gòu),2)延伸式噴嘴 是通用式噴嘴的改進(jìn)型。結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造方便，有加熱裝置，注射壓力較小，適用于有機(jī)玻璃、聚甲醛、聚砜、聚碳酸酯等高粘度樹脂。②鎖式噴嘴:

6、 主要用于低粘度物料(PA、PET)，以防止熔體“流涎”，自鎖式噴嘴常見形式是彈簧針閥式其特點(diǎn)：a.防止熔料回流b.壓力損失大，熔體射程短c.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),1.黏度大、熱穩(wěn)定性差的塑料，選用直通式噴嘴2黏度小的塑料，選用自鎖式噴嘴3形狀復(fù)雜的制品，選用噴孔小，射程遠(yuǎn)的噴嘴，如遠(yuǎn)程直射式4厚制品，選用噴孔尺寸大，補(bǔ)縮作用強(qiáng)的噴嘴,噴嘴選擇的原則：,2．鎖模系統(tǒng) 也稱鎖模裝置，它是保證成型模具可靠地

7、閉合和實(shí)現(xiàn)模具啟閉動(dòng)作，即成型制品的工作部件。合模裝置主要由模板、拉桿、合模機(jī)構(gòu)、制品頂出裝置和安全門等組成。 在注射機(jī)上實(shí)現(xiàn)鎖和模具、啟閉模具和頂出制件的機(jī)構(gòu)總稱為鎖模系統(tǒng)。 鎖模力 F≥PA 其中P為注射壓力即克服物料經(jīng)過噴嘴澆口流道進(jìn)入模腔的流動(dòng)阻力。A為與施壓方向呈垂直的制品的投影面積。（一）鎖模系統(tǒng)的作用①提供足夠大的鎖模力，防止溢料②實(shí)現(xiàn)模具的可靠啟閉（慢－快－慢）③

8、頂出成型制件,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),（二）鎖模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有機(jī)械式、液壓式和機(jī)械—液壓聯(lián)動(dòng)式①機(jī)械式鎖模裝置 這種鎖模裝置一般是以電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)相關(guān)聯(lián)的機(jī)械裝置，如齒輪或蝸輪、蝸桿減速傳動(dòng)曲臂或以杠桿作動(dòng)曲臂的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)模具的開啟、關(guān)閉及鎖緊的。這種鎖模裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、維修方便，但因電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，機(jī)器受到的沖擊振動(dòng)大，磨損嚴(yán)重，開、閉模速度不易調(diào)節(jié)等原因，目前只限于在小型注射機(jī)上使用。,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),②液壓式鎖模裝置

9、 這種鎖模裝置全部鎖模力都由液壓產(chǎn)生，并經(jīng)油缸柱塞傳給活動(dòng)模板，依靠柱塞作簡(jiǎn)單的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)模具的啟閉。單缸直壓式液壓鎖模裝置的特點(diǎn)是：1.與其他結(jié)構(gòu)形式相比，動(dòng)模板行程大，動(dòng)、靜模板間開檔大，可成型高（深）度較大的制件；2.動(dòng)模板可在油缸行程范圍內(nèi)的任意位置停止，易于安裝和調(diào)整模具；3.移模速度及鎖模力易調(diào)整；4.機(jī)器運(yùn)行平穩(wěn)，可靠。,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),③液壓-機(jī)械式鎖模裝置 這種鎖模裝置以液壓為動(dòng)力操縱機(jī)械式曲

10、肘機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)模具的啟、閉及鎖緊。根據(jù)鎖模裝置中曲肘個(gè)數(shù)的不同，液壓機(jī)械式鎖模裝置又可分為單曲肘式、雙曲肘式、曲肘撐板式及特殊型等幾種形式。單曲肘式鎖模裝置的優(yōu)點(diǎn)：1. 曲肘有增力作用，當(dāng)其伸直呈一條直線時(shí)又具有自鎖作用，這時(shí)即使撤除油壓，鎖模力也不會(huì)降低，鎖?？煽浚?. 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性能滿足對(duì)鎖模裝置的要求，即閉模時(shí)先快后模，開模時(shí)先慢后快。3. 增力倍數(shù)?。ㄒ话銥槭畮妆叮?，承載能力有限，模板受力不均。4. 機(jī)構(gòu)易磨損

11、，調(diào)模困難。,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),3．傳動(dòng)和電氣控制系統(tǒng) 注射成型是由塑料熔融、模具閉合、注射入模、壓力保持、制品固化成型、開模取出制品等工序所組成的連續(xù)生產(chǎn)過程。液壓和電氣則是為了保證注射成型即按工藝過程規(guī)定的要求和動(dòng)作程序，準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行工作而設(shè)置的動(dòng)力和控制系統(tǒng)。,注射機(jī)的結(jié)構(gòu),模具其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為：1  模腔：注意收縮性、加工精度、一定的強(qiáng)度。2 主流道：與噴嘴相連，進(jìn)口直徑應(yīng)稍大于噴

12、嘴直徑，呈圓錐體。3 分流道：連接主流道與模腔的通道4 澆口：為流道末端的收斂部分，有點(diǎn)澆口、扇澆口等。澆口的作用：①早期冷卻防止倒流 ②控制料流速度，是通過的熔料受強(qiáng)剪切使溫升高改善流動(dòng)性 ③使制品與流道分離。其形式有側(cè)澆口、潛伏式澆口和圓環(huán)狀澆口等。澆口尺寸的選擇要點(diǎn)：①易熱分解的塑料不宜采用小澆口，如PVC。②高粘度熔體和非剪敏性材料不宜采用小澆口，如聚砜、聚碳酸酯。③尺寸精度要求較高，而材料收縮率大

13、的塑料不宜采用小澆口。④大型、厚壁制件不宜采用小澆口。④ 排氣口：目的為排除模腔內(nèi)的氣體。5 冷料井：可收集噴嘴端部在兩次注射之間的冷料，一般直徑為8至10mm，深6mm。,模具 模具展示,6.3.1  成型前的準(zhǔn)備 原材料分析檢驗(yàn)、造粒、著色、原料干燥等；嵌件預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般為110至130C； 脫模劑選擇；機(jī)筒清洗。原料的預(yù)處理：干燥處理。有些含親水基團(tuán)的塑料如PC、PMMA、ABS等容易吸濕，

14、使制品表面產(chǎn)生水紋內(nèi)部產(chǎn)生氣泡。料筒的清洗: 應(yīng)注意若原來使用物料為熱敏性樹脂或工程塑料；或現(xiàn)在使用的物料為工程塑料或PP、PE等料應(yīng)用較穩(wěn)定的樹脂PE清洗。若原來使用熔點(diǎn)高的物料而現(xiàn)在使用熔點(diǎn)低的熱敏性塑料則應(yīng)用較穩(wěn)定的PE清理高熔點(diǎn)的物料再用熔點(diǎn)低的物料清理PE。 嵌件的處理:嵌件預(yù)熱,對(duì)于剛性分子鏈的塑料如聚碳酸酯、聚砜和聚苯醚等應(yīng)將嵌件加熱至110℃~150℃。盡量使嵌件與塑料收縮率減少差別.減少應(yīng)力集中。,6.3 注塑

15、成型工藝過程,從塑料的運(yùn)動(dòng)和形態(tài)變化，我們可以把注射成型分為四個(gè)階段：①塑料在注射機(jī)螺桿和機(jī)筒中輸送，熔融塑化。②注射開始，物料通過噴嘴和澆注系統(tǒng)。③熔體的充模過程。④物料在模內(nèi)的冷卻、固化。,注射成型工藝過程,注射過程 螺桿式注射機(jī)螺桿工作原理,塑化是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)并具有良好可塑性的全過程。 此階段物料有兩個(gè)途徑吸收熱量一是料筒外部的加熱，與塑料的導(dǎo)熱性、熱容量、密度和溫差有關(guān)；二是剪切熱，剪切熱是由機(jī)

16、械能轉(zhuǎn)化為熱能，其大小取決于摩擦系數(shù)的大小。對(duì)于柔性高分子：PP、PE、POM等對(duì)剪切較敏感；剛性高分子：PC、 PMMA等對(duì)溫度較敏感。（一）工藝上對(duì)塑料塑化的基本要求a.熔體達(dá)到規(guī)定的溫度b.在規(guī)定時(shí)間，達(dá)到足夠數(shù)量的熔體c.熔體的溫度均勻，沒有或很少有分解物,一、塑化,（二）塑化過程的工藝控制（1）料筒的溫度控制有人曾對(duì)注射機(jī)料筒溫度與其塑化能力之間的關(guān)系進(jìn)行了研究 由此可以看出，軟化溫度低、粘度高

17、的塑料（如PVC、PS、ABS）外加熱溫度不宜過高，塑化熱量主要靠剪切摩擦熱；而對(duì)于軟化溫度高、粘度低或中等的物料（如PA、HDPE、PP），外加熱溫度需較高，塑化主要靠外加熱。,一、塑化,(2)轉(zhuǎn)速螺桿轉(zhuǎn)速n↑塑化能力↑（剪切熱量增加），但熔體溫度不均勻性增加。(3)塑化壓力 塑化壓力：又稱背壓，是在塑化過程中，熔體所受的壓力。 背壓↑塑化時(shí)間↑熔體溫度↑塑化質(zhì)量好，溫度均勻，但塑化效率↓一般背壓不易太高。,一、塑化

18、,（1）擴(kuò)展流動(dòng)和噴射流動(dòng) 熔體進(jìn)入模腔后的流動(dòng)有兩種情況：當(dāng)澆口厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于模腔厚度時(shí)，熔體進(jìn)入模腔后，直射模腔底部，料流由模腔底部向模腔前部充模，這種充模方式是一種不穩(wěn)定的充模過程，在工藝上稱為噴射現(xiàn)象，是對(duì)成型極為不利的。當(dāng)澆口厚度和模腔厚度接近時(shí)，熔體進(jìn)入模腔后膨脹很快與模腔壁接觸，被冷卻黏度增加，流速減慢，形成擴(kuò)展流。,二、 熔體的充模過程,噴射流的危害：①易卷入空氣，會(huì)使模腔中空氣無法排出，而在制品中形成氣泡

19、，焦痕；②噴射流熔體量小，冷卻快，不易與后卷入模腔的熔體充分混合，制品熔接縫增多，機(jī)械性能明顯下降；③ 流速快，剪切大，易出現(xiàn)熔體破裂和不穩(wěn)定流動(dòng)，影響外觀，制品顏色不均勻因此在模具設(shè)計(jì)和工藝控制中要防止噴射現(xiàn)象。避免噴射現(xiàn)象的方法：①澆口位置選擇合理，選用沖擊型澆口。②采用扇形澆口，增大流動(dòng)面積，降低流速和動(dòng)能。③適當(dāng)改變工藝條件，降低注射速度、注射壓力。,二、 熔體的充模過程,(2)充模料流運(yùn)動(dòng)機(jī)理 我

20、們根據(jù)充模中料流前緣運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，通常將整個(gè)充模過程分為三個(gè)區(qū)域：澆口區(qū)、過渡區(qū)、充分發(fā)展區(qū)：澆口區(qū)：熔體料流前緣以澆口為圓心以等曲率向四周擴(kuò)展。過渡區(qū)：料流前緣的曲率開始發(fā)生變化到直至曲率為零的區(qū)域，在此區(qū)域中我們可以發(fā)現(xiàn)靠近側(cè)壁的料流前沿速度逐漸大于中心料流速度，這是使原來為圓形料流前沿轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€型的原因。充分發(fā)展區(qū)：在此區(qū)域中料流前緣以相同速度平直地向前運(yùn)動(dòng)，在此區(qū)域中料流運(yùn)動(dòng)是比較平穩(wěn)的。,二、 熔體的充模過程,三、流動(dòng)與冷卻,物

21、料進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可以分為四個(gè)階段：充模、壓實(shí)、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻1. 注射充模流動(dòng)階段 充模時(shí)間：t0-t1。 充模時(shí)間長(zhǎng)，物料溫差大會(huì)產(chǎn)生熔合縫，因?yàn)橄冗M(jìn)入模具的物料料溫低，黏度大，后進(jìn)入的物料黏度低推動(dòng)先進(jìn)入的物料前進(jìn)，所以取向程度增加，制品內(nèi)應(yīng)力大，各向異性增加，制品性能變差。充模時(shí)間短時(shí)，分子鏈解取向，制品內(nèi)應(yīng)力減小。2. 保壓補(bǔ)縮流動(dòng)階段 此階段又稱壓實(shí)階段，t1-t2為保壓時(shí)間。這段時(shí)間內(nèi)，塑料熔

22、體會(huì)因受到冷卻而發(fā)生收縮，但因塑料仍處于柱塞或螺桿的穩(wěn)壓下，料筒內(nèi)的熔料會(huì)向塑模內(nèi)繼續(xù)流入以補(bǔ)足因收縮而留出的空隙。壓實(shí)階段對(duì)于提高制品密度、降低收縮和克服制品表面缺陷都有影響，此階段是分子取向的主要階段，保壓時(shí)間愈長(zhǎng)分子取向程度愈高，內(nèi)應(yīng)力愈大，各向異性愈大，會(huì)造成制品開裂。,三、流動(dòng)與冷卻,3. 保壓切換倒流階段 此階段是從柱塞或螺桿后退時(shí)開始的，此時(shí)膜腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，因此會(huì)發(fā)生塑料熔體的倒流，此階段有局部分子（澆

23、口）的取向。 若保壓時(shí)間與澆口凍結(jié)時(shí)間相吻合或者噴嘴中裝有止逆閥，則不存在倒流。4. 凍結(jié)后的冷卻階段（繼冷期） 此階段為澆口的塑料完全凍結(jié)時(shí)起到制品從模腔中頂出時(shí)為止（t4-t3)。此階段標(biāo)志著冷卻速度的快慢。若冷卻階段長(zhǎng)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，制品結(jié)晶度大，容易使制品翹曲變形。,1.熱處理： 目的是為了消除制品內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的存在使制件在貯存和使用中會(huì)發(fā)生力學(xué)性能下降，光學(xué)性能變壞，表面產(chǎn)生銀紋，甚至變形開裂。

24、退火處理用于剛性分子厚壁制品、帶嵌件制品。退火的實(shí)質(zhì)是賦予制件一定溫度使其分子運(yùn)動(dòng)來減少分子取向程度從而消除內(nèi)應(yīng)力。方法是將制品放在液體介質(zhì)或烘箱中靜置一段時(shí)間，溫度為在制品使用溫度以上10℃－20℃，或低于塑料的熱變型溫度10℃－20℃。熱介質(zhì)為熱油或熱水。熱處理的作用：①使強(qiáng)迫凍結(jié)的分子鏈得到松弛，從而清除一部分內(nèi)應(yīng)力。 ②提高強(qiáng)度，穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)，有些結(jié)晶型塑料制品由于冷卻速度快，使得結(jié)晶度低，結(jié)晶結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，對(duì)機(jī)械性能和

25、尺寸穩(wěn)定性造成不良影響。,制件的后處理,退火效果可通過耐熱性和耐溶劑性的測(cè)定來評(píng)定。 如PS的馬丁耐熱性，未經(jīng)退火為77℃，在90℃退火半小時(shí)后達(dá)93℃，退火2小時(shí)后為96℃，4小時(shí)為100℃，6小時(shí)為102℃。 而耐溶劑性是將制品浸于對(duì)內(nèi)應(yīng)力敏感的溶劑中，如，PS在正庚烷或煤油中浸1 分鐘取出，不擦干，30分鐘后檢查，內(nèi)應(yīng)力的制品一般會(huì)開裂，PC浸于四氯化碳中，內(nèi)應(yīng)力大，立即開裂，聚砜則在醋酸乙烯或丙酮中浸3分鐘。,2.調(diào)濕

26、處理： 聚酰胺類塑料易吸收水分，導(dǎo)致制品尺寸增大，剛性降低 ，韌性提高。剛脫模的制件在80℃~90℃的水中煮一段時(shí)間，不僅可隔絕空氣進(jìn)行防止氧化的退火，還可加快達(dá)到吸濕平衡，即調(diào)濕處理 。制品越厚煮的時(shí)間越長(zhǎng)。 如PA1010的調(diào)濕條件為90至110℃，4小時(shí)。適量的水分對(duì)于Nylon來說，還起到類似增塑劑的作用，改善制品的柔韌性。,一、溫度 (一) 機(jī)筒溫度：與樹脂品種、樹脂分子量、分子量的分布、添加量種類、添加

27、劑用量、不同類型的注射機(jī)、制件的厚度、制品的光潔度要求等有關(guān)。料筒溫度范圍一般為Tf(無定形）/Tm（結(jié)晶型）~Td，料筒溫度決定著塑料熔體溫度并直接影響到充模過程及制品質(zhì)量，提高熔體溫度對(duì)制品的影響是： 1）熔體黏度降低有利于注射壓力向模腔內(nèi)傳遞 2）進(jìn)入模腔物料溫度高，在Tg以上的時(shí)間加長(zhǎng)，產(chǎn)生解取向。 3）熔體黏度低，注射系統(tǒng)壓力降減小，縮短塑化、充模、注射時(shí)間。1.工藝調(diào)試過程應(yīng)以調(diào)節(jié)溫度為主

28、要生產(chǎn)出一個(gè)產(chǎn)品，可以采用較低的成型溫度和較高的注射壓力，或者采用較高的注塑溫度、較低的成型壓力。一般來說，采用高溫低壓的注射方法比較好，因?yàn)榈蜏馗邏鹤⑸涑鰜淼闹萍?nèi)應(yīng)力大，很容易在貯存和使用過程中發(fā)生變形、破裂。而且制件的表觀質(zhì)量差、暗淡、色澤不均勻，此外還增大了動(dòng)力消耗，機(jī)械損耗，對(duì)注射機(jī)和模具壽命不利，具體地說，注塑溫度最好能比充滿模腔需要的溫度再提高20~30℃，當(dāng)然，此時(shí)也要注意塑料和著色劑是否會(huì)發(fā)生分解。,注射成型工藝條件,

29、2.不同性能塑料采用不同的溫控 在流變學(xué)中我們講到塑料的粘度隨溫度和剪切作用的變化，有些塑料溫度的改變對(duì)其粘度影響很大，而有些塑料溫度對(duì)其粘度變化作用不大，而剪切作用對(duì)其影響很大。因此對(duì)于不同塑料要采用不同的控溫方式。ABS的粘度對(duì)溫度的敏感性小，當(dāng)ABS達(dá)到流動(dòng)溫度后，繼續(xù)提高料筒溫度，指望以此降低粘度來幫助充模是沒有成效的。而PC溫度對(duì)其粘度影響明顯，在加工溫度以上再提高10~20℃，注射壓力可降低一半。（二）噴嘴

30、溫度： 略低于機(jī)筒的最高溫度、與注射壓力有關(guān)，如注射壓力低時(shí)，噴嘴和機(jī)筒溫度稍高些。熔料在噴嘴處會(huì)產(chǎn)生流涎現(xiàn)象，所以噴嘴溫度較料筒溫度低。 高壓注塑噴嘴溫度低，低壓注塑，噴嘴溫度高，自鎖式噴嘴無流涎，噴嘴溫度可稍高一些。,（三）模具溫度： 模具溫度對(duì)制品的內(nèi)在性能和表觀質(zhì)量影響很大。模具溫度的高低決定于塑料的結(jié)晶性、制品的尺寸與結(jié)構(gòu)，性能要求，以及其他工藝條件。模溫控制不當(dāng)會(huì)影響塑料熔體的充模、制件的定型和生產(chǎn)的

31、效率，模溫的控制一般靠在模具中開設(shè)一些冷卻液流道，冷卻液將塑料熔體傳給模具的熱量帶走，有時(shí)為了保證較高模溫，也在模具設(shè)置電熱器，但無論如何，模具溫度均低于熔體的溫度，這樣才能使熔體冷卻固化。,6.4 注射成型工藝條件,模溫控制過高，會(huì)出現(xiàn)以下不利現(xiàn)象：a.尺寸精度低，變形大：由于制件脫模時(shí)溫度高，缺乏有效冷卻，制件脫模后進(jìn)一步收縮、變形，導(dǎo)致尺寸和形狀變化。b.由于脫模溫度高，導(dǎo)致模腔壓力大，在此條件下脫模困難，會(huì)使制件擦傷和損壞

32、。c.生產(chǎn)效率下降：由于模溫高，熔體與模具溫差小，冷卻速度慢，冷卻所需時(shí)間常，使整個(gè)生產(chǎn)周期增長(zhǎng)。模溫過低，會(huì)出現(xiàn)以下不利現(xiàn)象：a.充模阻力增大，難以充滿模：熔體進(jìn)入模腔后，冷卻過快，會(huì)使熔體粘度增大，流速減慢，與模壁接觸的熔體迅速冷凝，使流道面積減小，流動(dòng)阻力增大。b.分子取向作用大，制件中內(nèi)應(yīng)力較大;制件會(huì)出現(xiàn)撓曲變形，機(jī)械性能下降;表觀質(zhì)量變差，出現(xiàn)表面光澤、粗糙，熔接痕等現(xiàn)象。,二、壓力1.塑化壓力（即背壓），指螺桿

33、頂部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)，所受到的壓力。一般情況下越低越好，不宜超過20兆帕。與塑料性能、螺桿結(jié)構(gòu)、注射機(jī)種類、熔體溫度等有關(guān)。,制品收縮率降低 熔體密度增加 局部過熱 燒焦 模腔內(nèi)壓很高

34、 溫度分布不均 翹曲變形背壓提高 對(duì)于柔性高分子 黏度降低 剪切作用加大 對(duì)于熱敏性材料 導(dǎo)致塑料降解,,,

35、,,2.注射壓力： 指在注射過程中注射機(jī)螺桿對(duì)塑料熔體所施加的壓力。 注射壓力的作用：①克服塑料熔體由料筒流向型腔的流動(dòng)阻力。②壓實(shí)熔體，使注射制品密實(shí)(提供保壓壓力)。 注射壓力增高，改善熔體流動(dòng)性、提高沖模速度、制品接縫強(qiáng)度提高，收縮率降低。PP、ABS、PC注射壓力一般為100至140MPa。注射壓力選擇應(yīng)考慮的因素①制品壁厚和形狀?制品壁厚較薄，充模阻力增大，而且冷卻速度快，因此需用較高壓力

36、克服流動(dòng)阻力，并提供熔體流速，使熔體在未冷凝前充滿模腔，?壁厚同時(shí)對(duì)制品的流程有很大影響。（流程：從澆口起到最遠(yuǎn)點(diǎn)料流熔接縫的距離。）,,6.4 注射成型工藝條件,?壁厚與流程L的關(guān)系為：流動(dòng)性好的塑料（PE、PA、PP）H=0.2+0.007L流動(dòng)性一般的（ABS、POM）H=0.4+0.009L流動(dòng)性較差的（PC、PVC、PSF）H=0.6+0.01L?形狀復(fù)雜的制件，所需注射壓力較大?對(duì)于大面積，流程長(zhǎng)的制品需高注射壓

37、力②塑料品種及流變性能?熔體粘度大的需用高注射壓力。?剪切性塑料宜采用高注射壓力。?優(yōu)質(zhì)、精密、微型制品，采用高的注射壓力③設(shè)備鎖模力及設(shè)備損耗在生產(chǎn)條件及制件質(zhì)量許可的情況下，盡量采用低的注射壓力，以防止制品因鎖模力不足而產(chǎn)生的飛邊，同時(shí)對(duì)于保護(hù)模具和注射機(jī)，防止零部件的磨損，降低生產(chǎn)單件制品的能耗均有利。PE 100-120 MPa ABS 100-130 MPaPVC 120-150 MPa PC

38、 120-150 MPaPS 10-120 MPa,3.保壓壓力保壓壓力↑模腔壓力↑制品密度↑收縮率↓三、成型時(shí)間 完成一次注射模塑過程所需的時(shí)間叫做成型周期。其中包括：注射時(shí)間（沖模時(shí)間及保壓時(shí)間）、冷卻時(shí)間、其它時(shí)間（開模、脫模、噴涂、脫模劑、安放嵌件、閉模時(shí)間）。 總時(shí)間少則幾秒、多則10多分鐘。根據(jù)制品厚度、塑料性能等而定。1.冷卻開模時(shí)間一般根據(jù)模內(nèi)剩余壓力，模內(nèi)剩余壓力大，則制件緊壓在模腔壁

39、上，使得開模力增大，如強(qiáng)制開模，易造成制件的破壞、擦傷，甚至造成模具的損壞，從下列數(shù)據(jù)中可以看出剩余壓力與開模力的關(guān)系。,2.保壓時(shí)間的控制 保壓時(shí)間是注射成型工藝控制的重要參數(shù)之一，其控制的是否合適，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和成型效率。1）.保壓時(shí)間與產(chǎn)品收縮率關(guān)系 注射壓力是保證充滿模的基本保證，但制件的收縮率主要決定于澆口凝封時(shí)的封口壓力和保壓時(shí)間的長(zhǎng)短，而封口壓力的大小又與保壓時(shí)間有關(guān)，保壓時(shí)間短，因澆口未凝封而出

40、現(xiàn)物料倒流，則封口壓力小。封口壓力是如何影響制件的收縮率的呢？因?yàn)樵跐部谀夂?，模腔?nèi)外的物料交換就不存在了，此后模腔內(nèi)部發(fā)生了兩種相反效應(yīng)，一個(gè)是塑料的冷卻造成體積收縮，另一個(gè)是模腔壓力減小而造成塑料的體積膨脹。如封口壓力小，則塑料體積膨脹效應(yīng)小，冷卻收縮大，因此制件收縮率大。,,,,6.4 注射成型工藝條件,2)保壓時(shí)間對(duì)成型效率的影響在澆口未凝封前，延長(zhǎng)保壓時(shí)間對(duì)成型收縮率的降低有利，但同時(shí)由于封口壓力提高，而使得模內(nèi)壓力降

41、低到允許的開模壓力所需時(shí)間增加，即冷卻時(shí)間增長(zhǎng)，從而造成整個(gè)成型周期時(shí)間的增長(zhǎng)，成型效率降低。保壓時(shí)間控制要點(diǎn)：①點(diǎn)澆口保壓時(shí)間短，大澆口（直接澆口）要酌情延長(zhǎng)。②結(jié)晶型塑料比非晶型塑料的保壓時(shí)間短，因?yàn)榻Y(jié)晶型熔點(diǎn)明顯，熔點(diǎn)以下即固化。③熔體注射溫度高，或模溫高，保壓時(shí)間也要長(zhǎng)。,6.4 注射成型工藝條件,6.5.1 注塑制品的內(nèi)應(yīng)力 注塑制品的內(nèi)應(yīng)力較大，其中包括：① 取向應(yīng)力：在充模流動(dòng)及冷卻時(shí)

42、被固定下來的應(yīng)力；② 溫度應(yīng)力：注射中冷卻不均勻而產(chǎn)生的應(yīng)力；③  不平衡體積應(yīng)力：原先的平衡狀態(tài)被破壞而產(chǎn)生的應(yīng)力；④ 變形應(yīng)力：脫模時(shí)制品變形產(chǎn)生的應(yīng)力。 上述應(yīng)力中取向應(yīng)力和溫度應(yīng)力比較重要。內(nèi)應(yīng)力的消除方法主要是盡量減小，且使分布均勻，不使應(yīng)力集中?？蓮脑?、制件設(shè)計(jì)、工藝條件等方面著手解決。,6.5 注射制品質(zhì)量分析,產(chǎn)生收縮的原因有：溫度變化引起熱脹冷縮（金屬嵌件造成）、結(jié)

43、構(gòu)變化引起的收縮（化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)）、內(nèi)應(yīng)力引起的收縮（沿應(yīng)力方向收縮）、塑料件中低分子揮發(fā)物引起（溶劑、增塑劑、添加劑）。 解決制品收縮的途徑有： ① 塑料選擇：結(jié)晶性塑料收縮大，但加入成核劑可使收縮變小。分子量小、分子量分布窄的塑料收縮小。配方中等加入填充劑等收縮小。流動(dòng)性好的塑料收縮大些。 ②  模具溫度：模溫高時(shí)制品收縮大。 ③  機(jī)

44、筒溫度：熔體溫度高則收縮小。 ④  注射壓力：壓力高時(shí)。制品密實(shí)收縮小。 ⑤  保壓時(shí)間：保壓時(shí)間長(zhǎng)，收縮減小。 ⑥  制件厚度：制件越厚，收縮越大。 ⑦  澆口尺寸：澆口尺寸大，補(bǔ)料效果好，收縮小。,6.5.2 注塑制品的收縮,注塑制品的缺陷及原因分析,,注射成型新技術(shù)--精密注塑成型,精密注射成型是與常規(guī)注射成型相對(duì)而

45、言，指成型制品的精度要求很高，使用通用的注塑機(jī)和常規(guī)注塑工藝都難以達(dá)到要求的一種注射成型方法。特點(diǎn)：尺寸精度高，公差小。制品重復(fù)精度高，穩(wěn)定性好模具的材料好，剛性足，型腔的尺寸精度，光潔度及模板間的定位精度高。采用精密成型工藝。選擇適當(dāng)?shù)木艹尚筒牧希@些材料有POM、PA及增強(qiáng)的材料、PBT及增強(qiáng)的材料、PC。,,精密注射的特點(diǎn),①   制件的尺寸精度高，公差小，即有高精度的尺寸界限；超高精密注射某些

46、材料的制品能達(dá)到二級(jí)精度。例如：基本尺寸≤3mm的PPO材料加工成型的制品公差數(shù)值為0.06mm。②   制品重復(fù)精度高；尺寸重復(fù)精度能達(dá)到0.001mm，重量重復(fù)精度不超過5%。要求有日、月、年的尺寸穩(wěn)定性；③   模具的材料好，剛性足，型腔的尺寸精度、光潔度以及模板間的定位精度高；,精密注射的特點(diǎn),④   采用精密注射機(jī)更換常規(guī)注射機(jī)；⑤   采用

47、精密注射成型工藝；⑥   選擇適應(yīng)精密注射成型的材料。 評(píng)定制品最重要的技術(shù)指標(biāo)，就是注塑制品的精度（尺寸公差、形位公差和制品表面的光潔度）。我國(guó)使用的標(biāo)準(zhǔn)是SJ1372—78。日本塑料制品的精度和模具精度等級(jí)很接近。,精密注塑成型中的收縮問題,1.     熱收縮是成型材料與模具材料所固有的熱物理特性.模具溫度高,制品的溫度也高,實(shí)際收縮率是要增加,因此精密注

48、射的模具溫度不宜過高。2.     相變收縮由于結(jié)晶型樹脂在定型過程中伴隨高分子的結(jié)晶化,比容要減少而引起的收縮,即叫相變收縮。當(dāng)模具型腔中熔體的冷卻溫度接近至結(jié)晶化溫度時(shí)，比容要發(fā)生很大變化。結(jié)晶型材料要比非結(jié)晶型材料的收縮率大的多，這是因?yàn)閺哪＞呷〕鰰r(shí)的制品溫度正好是在結(jié)晶化溫度附近，會(huì)引起比容急劇變化。模具溫度高,結(jié)晶度高,收縮率大;但另一方面,結(jié)晶度提高會(huì)使制品密度增加,線膨脹系數(shù)減

49、小,收縮率降低。因此實(shí)際收縮率由兩者綜合作用而定。,精密注塑成型中的收縮問題,3.     取向收縮由于分子鏈在流動(dòng)方向上的強(qiáng)行拉伸,使在冷卻時(shí)的大分子有重新卷曲恢復(fù)的趨勢(shì),在取向方向?qū)a(chǎn)生收縮。分子取向程度與注射壓力,注射速度,樹脂溫度及模具溫度等到有關(guān).但主要的是注射速度。4.     壓縮收縮與彈性復(fù)位一般塑料都具有壓縮性。即在高壓下比容發(fā)生顯著

50、變化。在一定溫度下,提高壓力成型制品比容會(huì)減小,密度會(huì)增加,膨脹系數(shù)減小,收縮率會(huì)顯著下降。對(duì)應(yīng)于壓縮性,成型材料具有彈性復(fù)位作用,當(dāng)制品從模具型腔取出時(shí)，制品體積會(huì)產(chǎn)生彈性復(fù)位作用，使制品收縮減小。,精密注射成型工藝,精密注射成型的制品一般都較小，在多級(jí)注射中，從注射開始到保壓切換點(diǎn)多采用高壓，多級(jí)速度注射。保壓開始宜采用低速度多級(jí)壓力，注射時(shí)間不宜太長(zhǎng)，要勤觀察總畫面計(jì)算機(jī)發(fā)出的語言，特別注意各級(jí)射出終點(diǎn)位置的選擇要適當(dāng)。

51、0;結(jié)論：無論何種精密注塑機(jī)，最終都必須能夠穩(wěn)定地控制制品的重復(fù)精度。,精密注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),①由于精密注射機(jī)注射壓力高。有的高達(dá)415PMa,這就要強(qiáng)調(diào)合模系統(tǒng)的剛性。動(dòng)、定模板的平行度一般要控制在0.05—0.08mm的范圍內(nèi)。②要求對(duì)低壓模具的保護(hù)及合模力大小精度的控制     太大的合模力及太小的合模力都要影響制品精度，因?yàn)楹夏ＡΥ笠绊懩＞咦冃蔚某潭?，合模力小制品容易產(chǎn)生飛邊，這些最終

52、要影響到制件的尺寸公差。③啟、閉模速度要快，一般在60mm/s左右。④塑化部件：螺桿、螺桿頭、止逆環(huán)、料筒等，要設(shè)計(jì)成塑化能力強(qiáng)，均化程度好、注射效率高的結(jié)構(gòu)形式；螺桿驅(qū)動(dòng)扭矩要大，并能無級(jí)變速。,人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^閱讀科技書籍，我們能豐富知識(shí)，培養(yǎng)邏輯思維能力；通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣；通過閱讀